变频调速技术对风机与泵类的节能应用

李波

[摘 要]随着我国社会经济的不断进步，节能已经成为我国经济发展的一项重要政策，也是未来我国经济社会发展的首要任务，在我国各个行业领域中最需要进行节能降耗的就是煤矿产业，为了积极响应国家的号召，各个煤矿企业都开始在节能方面加大力度，由于煤矿主通风机有着功率大、运行时间长等缺点，因此煤矿企业要针对主通风机进行变频技术的改造，让主通风机能自动调节来满足生产时的需要从而实现节能的效果。本文就对通风机变频调速节能的提出以及煤矿主通风机变频节能技术的应用进行具体的分析与说明。

[关键词]主通风机；煤矿；变频节能；应用

中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0285-01

1.引言

煤矿主通风机作为煤矿耗能的关键，因此通风机运行的合理性以及效率的高低都影响着整个煤矿耗能的水平，可以说，煤矿主通风机就是保证矿井是否安全的主要设备之一，它能为矿井输送最新鲜的空气并及时的排除一氧化碳等有害气体，为工作人员与设备都提供了最为健康、安全、可靠的环境。主通风机作为矿井工作的最主要设备，它一般都处在不停工作的状态，因此成为煤矿产业中最耗能的设备。目前为了解决矿井主通风机的耗能问题就对煤矿主通风机进行了节能变频技术的改变，这样一来就能从很大程度上满足了矿井生产的需要。在通风机选型的过程中常常会出现一些问题如：电能浪费严重，由于在煤矿生产的初期需要的风量很小，但是主通风机的风量很大，因此会造成能源的浪费问题；启动比较困难，机械损伤严重。主通风机的电流比较大，常常会将电动机烧毁即使不被烧毁也会带来其他的问题，这样严重影响了电动机、主通风机的使用寿命；系统的自动化程度低。目前的主通风机主要还是依靠人工来进行风叶角度的调节不能自动化的进行。根据上述的一些问题，本文就对煤矿主通风机变频调速节能问题的提出与应用进行具体的阐述。

2.通风机变频调速节能的提出及原理

2.1 通风机变频调速节能的提出

在进行矿井工作的时候，通风系统会配备2台主通风机，通常是一台使用一台备用的形式，矿井主通风机的容量一般都是根据矿井最大的风量来设计的，这样才能时刻保证风量的正常提供，但是很多的矿井主通风机都是欠载运行的。还有一些主通风机并没有配置相应的变频调速功能，对于这样的主通风机一般都是采用直接起动工频运行的方式，利用关闭风门与调节叶片的方式，部分关闭风门或者关闭调节叶片安装角对主通风机风量进行调节，但是很明显这样做十分浪费电能资源违背了节能的宗旨，并且在调节的时候误差较大因此这种方式并不可行。通风机很小的变化常常会产生很大的风量变化，这使得主通风机在运行过程中常出现故障不能达到最完美的效果。如果将叶轮叶片安装角度改变之后就必须停机进行调整后再运行，这样能提高电机在转动时的准确度，只有当电机始终保持在最节能的状况下才能从根本上提高节能效果。

2.2 通风机变频调速节能原理

要想了解主通风机变频调速节能的效果，就要先分析通风机变频调速节能的原理。变频调速技术可以说是电机调速与节能的重要手段，该技术已被应用于多个领域中，利用变频调速技术能让通风机在最节能的情况下运行，这是根据流体力学比例定律得到的也是通风机变频调速节能的原理，根据定律可以知道：当通风机转速从额定转速改变时，风量、功率以及负压之间是有一定比例关系的，其中风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率则与转速的三次方成正比，也就是说，当风量减少的时候，通风机的转速也降低时，通风机的功率才会下降，可以看出通风机通过变频来调节转速是十分节能的。

3.煤矿主通风机变频节能技术的应用

对于煤矿主通风机变频节能技术的应用主要包括：（一）变频器的选择。通风设备变频电控系统主要是由通风机供配电系统、控制系统、变频调速系统等构成，高压变频器采用的是交直交多电平高-高的方式，从而满足拖动风机负载的要求。采用的高压变频器直接进行输入，高压直接输出的电压源方式；还采用多脉波整流，确保整流脉波不能低于48脉波。（二）变频系统方案。矿井2台轴流式主通风机分别是配置了一台变频，实现了双变频的系统，并且每台变频器回路增加旁路系统从而构成双变频-用多备方式。变频系统的特点主要有：选择一台风机变频器运行，另一台变频系统作为备用系统；如果一台变频器出现故障，那么通风系统就会自动切换到备用的变频器系统上，这时原本故障的风机就能自动切换到工频旁路系统成为备用系统；系统安全性比较高，有了闭锁设置就保证了系统的安全有效避免了操作失误而产生的事故问题；选用高压变频装置，可以配合叶片角度的调节，从而根据通风机的参数改变通风机的转速，当通风机工况点置于高效区时也能实现通风机电机的启动与停止。（三）通风机运转工况点的变频调节。变频技术可以用来控制风机的运行，让设备能够运行可靠，达到明显的节点效果。变频器的操作比较简单，两级风机可以启动并且在短时间内满足通风机的风量需求，保证了安全生产，利用变频技术对通风机进行技术上的改革之后，使通风机低位运行不仅延长了通风机的寿命也降低了成本，对周边工作环境的改善也十分显著。

4.结束语

综上所述，通过对主通风机变频节能技术应用的分析，我们可以看出煤矿主通风机变频节能技术有很多优点，由于通风机启动的电流比较小能够对电机进行很好的保护，不仅延长了电机的寿命，也能改善值班人员的工作环境。矿井主通风机利用的是变频调速技术，该技术让通风机运转工况点能处在高效区运行的同时，也能节省大量的能量消耗使企业的经济效益得到提高，此外，利用了变频调速技术对国家的节能减排目标也有一定的好处，可以说，矿井主通风机应用变频节能技术发展前景十分广阔，煤炭行业可以对变频节能技术进行大力度推广，相信未来煤矿主通风机变频节能技术会发展的更好。

参考文献

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[2]陈一兵.煤矿对旋轴流式主通风机高压变频拖动方案的设计及应用.《煤矿机电》.2013年6期

[3]李惠平. 矿井主通风机变频调速节能技术的应用 .《煤炭工程》.2012年7期

[4]刘玉强，刘维福. 煤矿主通风机变频技术的应用 .《城市建设理论研究（电子版）》.2015年5期